La osteoartritis postraumática (PTOA) es una de las principales causas de discapacidad en todo el mundo y representa entre el 12 % y el 16 % de las osteoartritis sintomáticas (OA)1. El estándar de oro actual para el tratamiento de la artrosis terminal es la artroplastia total de rodilla y cadera2 o artrodesis, como en el caso de la artritis tibioastragalina o subastragalina terminal. Aunque en gran medida es exitosa, la artroplastia puede tener complicaciones costosas y mórbidas3. Además, la artroplastia es menos deseable en pacientes menores de 50 años, dada la baja supervivencia del implante libre de revisión del 77-83%4,5. Actualmente, no existen tratamientos aprobados por la FDA para prevenir o mitigar la progresión del PTOA.
El PTOA afecta a toda la articulación, incluido el tejido sinovial, el hueso subcondral y el cartílago articular. Se caracteriza por degeneración del cartílago articular, inflamación sinovial, remodelación ósea subcondral y formación de osteofitos 6,7. El fenotipo de PTOA se desarrolla a través de un complejo proceso de interacción entre el cartílago, la membrana sinovial y el hueso subcondral. La comprensión actual es que la lesión del cartílago conduce a la liberación de componentes de la matriz extracelular (MEC) como el colágeno tipo 2 (COL2) y el agrecano (ACAN). Estos fragmentos componentes de la MEC son proinflamatorios y provocan un aumento de la producción de IL-6, IL-1β y especies reactivas de oxígeno. Estos mediadores actúan sobre los condrocitos, provocando una regulación positiva de las metaloproteinasas de la matriz (MMP), como la MMP-13, que degradan el cartílago articular y disminuyen la síntesis de la matriz, lo que conduce a un entorno catabólico general para el cartílago articular8. Además, existe evidencia de aumento de la apoptosis de condrocitos en la artrosis primaria y en la PTOA 9,10. La disfunción mitocondrial ocurre después de la carga suprafisiológica del cartílago 11,12,13,14, lo que puede conducir a un aumento de la apoptosis de los condrocitos 12,15. El aumento de la apoptosis de los condrocitos se ha asociado con un aumento de la depleción de proteoglicanos y el catabolismo del cartílago y se ha demostrado que precede a los cambios en la remodelación del cartílago y del hueso subcondral16,17,18.
Al igual que con la mayoría de las enfermedades humanas, se necesitan modelos confiables y traslacionales de PTOA para comprender mejor la fisiopatología de la enfermedad y probar nuevas terapias. Los animales grandes, como los cerdos y los caninos, se han utilizado en modelos de fractura intraarticular e impacto de PTOA17,19, pero son costosos. Los modelos animales más pequeños, como ratones, ratas y conejos, son menos costosos y se utilizan para estudiar el PTOA generado a través de la desestabilización articular, que generalmente implica la transección quirúrgica del ligamento cruzado anterior (LCA) y/o la ruptura del menisco medial 20,21,22,23,24,25. A pesar de que un traumatismo articular puede acarrear diversas consecuencias, entre ellas una lesión ligamentosa26, en casi todos los casos se produce una sobrecarga mecánica del cartílago.
Existe evidencia emergente de que la patología detrás del desarrollo de PTOA después de la inestabilidad ligamentosa (como en la transección del LCA) y la lesión condral aguda se debe a mecanismos distintos27. Por lo tanto, es importante desarrollar modelos de lesión directa del cartílago. Actualmente existe un número limitado de modelos de impacto que generan lesiones osteocondrales o condrales en ratas y ratones28,29. Sin embargo, el cartílago murino no es adecuado para generar defectos condrales aislados. Esto se debe a que el cartílago articular murino tiene solo 3-5 capas celulares de espesor y carece de zonas organizadas de cartílago superficial, radial y de transición, así como de la gruesa capa de cartílago calcificado que se encuentra en humanos y animales más grandes. Los modelos murinos también muestran una resolución espontánea de los defectos parciales del cartílago30,31. Por lo tanto, elegimos el conejo para este modelo de impacto, ya que el grosor y la organización de su cartílago son similares a los de los humanos, y es el modelo animal más pequeño que permitirá la entrega de un impacto condral consistente que da como resultado PTOA. Los modelos quirúrgicos abiertos anteriores del impacto del cóndilo femoral en el conejo han empleado un péndulo32, un dispositivo de impactación de cartílago manual accionado por resorte 33 y una torre de caída que permitió la creación de impactadores específicos para conejos34. Sin embargo, estos estudios carecían de datos in vivo. Otros han reportado datos in vivo con dispositivos de impacto basados en péndulo 35, neumáticos36 y resortes37 10, y estos estudios muestran una alta tasa de variabilidad en el estrés máximo y las tasas de carga entre los métodos. Aun así, el campo carece de un enfoque coherente para modelar de forma fiable el traumatismo agudo del cartílago in vivo.
El protocolo actual emplea un sistema basado en una torre de caída para proporcionar un impacto consistente en el cóndilo medial posterior de la rodilla de conejo. Se emplea un abordaje posterior de la rodilla para exponer el cóndilo femoral medial posterior. A continuación, se coloca un clavo Steinman a través de los cóndilos femorales de medial a lateral en línea con la superficie de la articulación y se fija a la plataforma. Una vez asegurado, se administra una carga al cóndilo femoral medial posterior. Este método permite que el daño constante del cartílago se aplique a la superficie que soporta el peso del fémur distal del conejo.